隧道施工坍塌方處理措施

馬鹿箐隧道坍塌施工預案一、 工程概述新建鐵路宜昌至萬州線是沿江鐵路通道的重要組成部分，東起鴉宜鐵路花艷站（含），西止達萬鐵路萬州站（含）。沿途經(jīng)賀家坪、榔坪、野三關、高坪、建始、恩施、利川、重慶五橋至萬州車站。宜萬鐵路基本成東西走向，位于鄂西長江與清江分水嶺的低山和中高山的半坡地區(qū)，地形極其困難，地質(zhì)極其復雜，巖溶、順層、滑坡、斷層破碎帶和崩塌等主要不良地質(zhì)現(xiàn)象廣泛。馬鹿警隧道全長7879m，進口位于屯堡長陽溝，出口位于警口道灣。隧道地處北亞熱帶溫濕季風氣候區(qū)，溫和多雨。年平均氣溫12.8°C，多年平均降雨量1280。1mm。二、 工程地質(zhì)隧道區(qū)內(nèi)主要巖溶地貌類形為丘（峰）叢洼地、溶蝕-侵蝕峰叢峽谷、峰叢洼地、溶蝕洼地、溶丘（槽谷）谷地等。地表巖溶形態(tài)除了有峰叢、洼地、溶丘外，普遍的有巖溶溝（谷）、巖溶槽谷、巖溶溝（峽）谷、石芽、盲谷、坡立谷等。地下巖溶形態(tài)主要有地下河、溶洞、漏斗、落水洞、巖溶管道、溶縫、地下廊道等。巖溶發(fā)育具有如下規(guī)律:巖溶發(fā)育自淺到深，其強度逐漸減弱;巖層產(chǎn)狀平緩時，碳酸鹽巖層間所夾透水層段，其上部含水層巖溶化較強，往往形成強富水段；下部巖溶發(fā)育較弱。三、 施工組織為了確保隧道順利通過巖溶地段，我部根據(jù)施工要求，特成立“馬鹿警隧道通過巖溶地段施工領導小組”進行施工管理、現(xiàn)場協(xié)調(diào)和指揮。施工預案小組名單：組長：向東副組長：張宏明文易王力成員：劉世標宋雙福尹道林阮金生李俊韓軍張亞平林恩中葉高成游云四、 隧道坍塌預防措施（一）、發(fā)生的坍塌的原因1、地質(zhì)因素（1） 隧道穿過斷層及破碎帶，一經(jīng)開挖，潛在應力釋放，承壓快、圍巖失穩(wěn)而坍塌；（2） 當通過各種堆積體時，由于結(jié)構(gòu)松散，顆粒間無膠結(jié)或膠結(jié)差，開挖后引起坍塌；（3） 在擠壓破碎帶，巖脈穿插帶、節(jié)理密集帶等碎裂結(jié)構(gòu)地層中，巖塊間互相擠壓鉗制，一經(jīng)開挖則失穩(wěn)，常見圍巖掉塊、坍落。在軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育的情況下，或泥質(zhì)充填物過多，均易產(chǎn)生較大的坍塌；（4） 在構(gòu)造運動的作用下，薄層巖體形成的小褶曲、錯動發(fā)育地段，施工中常常發(fā)生坍塌；（5） 巖層軟硬相間，或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下，軟弱面強度大大降低，因而發(fā)生坍塌；（6） 地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用加劇巖體的失穩(wěn)和坍塌。2、施工方法和措施不當（1） 施工方法選擇不當或工序間距安排不合理.各工序間距時間拉的較長，地層暴露時間過久,引起圍巖松動、風化、招致坍塌的發(fā)生；（2） 噴錨不及時，或混凝土質(zhì)量、厚度不符合要求；（3） 采用鋼支撐時，支撐架設質(zhì)量欠佳，支撐與圍巖不密貼，兩者間的空隙填塞不密實，或聯(lián)結(jié)不夠牢固，不能滿足圍巖壓力所需的強度要求；（4） 有時抽換支撐不當，或當支撐已經(jīng)出現(xiàn)受力過大的現(xiàn)象而未及時加固；（5） 爆破作業(yè)不當，用藥量過多；（6）處理危石措施不當，引起危石墜落，牽動巖層坍塌。（二） 坍塌征兆（1） 量測信息所反應的圍巖變形速度或數(shù)值超過允許值；（2） 噴射混凝土產(chǎn)生縱橫向的裂紋或龜裂；（3） 在坑底或坑壁發(fā)現(xiàn)不斷掉下土塊、小石塊；（4） 巖層層理、節(jié)理縫或裂隙變大、張開；（5） 鋼拱架（格柵）發(fā)生變形或扭曲，連接鋼板脫焊、拉裂，鋼拱架（格柵）發(fā)生“噼啪”的拉裂聲；（6）坑道內(nèi)滲水、滴水突然加劇或變渾.（三） 預防坍塌方施工措施要預防隧道施工坍塌，首先做好地質(zhì)預報，選擇相應的安全合理的施工方法和措施.在施工中注意掌握下述要點：1、 先排水在施工前和施工中均應采取相應的防排水措施，盡可能的將坑外之水截于坑道之外。2、 短開挖各部開挖工序間的距離要盡量縮短，以減少圍巖暴露時間。3、 弱爆破在爆破時，要用淺眼、密眼，并嚴格控制用藥量或用微差毫秒爆破。4、 強支撐針對地壓情況，確保支護結(jié)構(gòu)有足夠的強度.5、 快襯砌襯砌工作需緊跟開挖工作面進行，力求襯砌盡快成環(huán)。6、 勤檢查、勤量測對圍巖發(fā)現(xiàn)有變形或異狀，要立即采取有效措施及時處理隱患.五、隧道坍塌處理措施（一）一般處理坍塌步驟及方法1、 防止坍塌擴大范圍坍方發(fā)生后，首先應防止坍方繼續(xù)擴大：（1）在坍方范圍頂部、側(cè)壁上的危石及大裂縫,應先行清除或錨固；（2）對坍方范圍前后原有的支護進行加固，以防止坍方擴大；（3）在坍方范圍內(nèi)架設支撐或噴射混凝土，必要時加設錨桿；（4）加快襯砌.對坍方兩端應盡快做好局部襯砌，以保證坍方不再擴大。2、 處理坍塌措施（1）如坍塌體積較小，且坍塌范圍內(nèi)進行了噴錨，或已架設好較為牢固的構(gòu)件支撐，可由兩端或一端先上后下的逐漸清除坍渣，隨挖隨噴射混凝土，隨架設臨時支撐支頂；（2）如坍塌體積較大，或地表已經(jīng)下沉，或因坍塌體堵塞，無法進入坍方范圍進行支護時，則可注漿加固坍體,然后用“穿〃的辦法在坍體內(nèi)進行開挖、襯砌;（3）處理坍塌的同時，應加強排水，即“治坍先治水〃.（二）、處理坍塌方常用支護形式1、 噴錨處理采用噴錨處理較大型坍方，較之采用架設支撐，更加安全快速，且省工省料.（1） 由外向內(nèi)、由上而下，逐段隨清坍渣隨向巖壁先噴射一薄層砂漿，然后再噴射混凝土?；炷烈朔謱雍?cm左右；（2） 噴射1?2層混凝土后，可隨即加設錨桿在噴射混凝土上；（3） 坍渣清除后，隨即做好襯砌。2、 構(gòu)件支撐處理（1）在坍體不太高、坍穴略呈錐形、坍壁不太松散的情況下，使用人字架支撐（圖1）。（2）當坍體較高,但坍體兩側(cè)壁形狀比較整齊，且側(cè)向不大時，可按垂直于隧道中線的方向架設橫向排架?，F(xiàn)將坍體頂?shù)氖瞧?，鋪上橫梁，再在其上架設排架。排架間距根據(jù)坍穴圍巖情況而定，一般為1?2m左右.須注意在排架間用剪刀撐撐穩(wěn)，下部橫梁要隨坍渣的清除隨時倒換撐穩(wěn)（圖2）。（3） 當坍塌方較大，且圍巖壓力也較大時，宜在坍方范圍內(nèi)全部用縱向棚架支撐。現(xiàn)將坍渣頂部適當扒平，沿隧道中線方向平行設置縱地梁數(shù)根（地梁下預鋪橫梁），于縱地梁上按照導坑支撐的形式以1m左右的間距架設箱形棚架。以后逐層向上架設至坍方頂部，用填塞木塞緊。隨著坍渣的清除，加設立柱，并以縱撐撐好（圖3）.（4） 當坍塌方直至地表而深度不大時（小于10m），可設置井箍.由地面向下逐步清除坍渣，隨即架設箍架支撐。箍架的形式可為多邊形、矩形或方形，視坍穴的形狀而定，架距不大于1m。當坍方較深時，則可先將井口至坍渣頂面一段箍好，不進行清理坍渣，而在洞內(nèi)采用穿過坍方的施工方法.如坍井較大，宜采用噴錨支護井壁的方法。（5）當坍塌穴成斜孔時，處理方法根據(jù)斜度而定,傾角小于等于30度，可按斜井的施工方法進行出渣及支撐；傾角大于35度時，運用井箍支撐及由上而下地清渣.（三）襯砌措施與回填方法1、 襯砌施工（1） 隨著坍渣的逐漸清除，襯砌逐段推時，快速成環(huán)。最好由坍體的兩端對向施工,隨即回填密實.在坍穴最高處或兩端襯砌接頭處應預留回填及進出料孔。（2） 如坍塌范圍的圍巖不夠穩(wěn)定，在處理坍塌方中有繼續(xù)坍塌的可能時，可在坍方范圍內(nèi)選擇適當?shù)奈恢米鎏w護拱，以掩護施工操作.護拱上應以碎石鋪填2m厚左右作為緩沖層（圖4）。（3）如坍體未進行預先注漿加固，而采用“穿過”的施工法時，拱角處的襯砌圬工應加寬灌抵開挖輪廓壁（開挖輪廓不過大時），以便保證拱腳穩(wěn)固。2、 坍塌回填（1）坍塌清除坍渣后,則拱背應先以漿砌片石回填2?3m厚，其上再用干砌片石回填，回填高度應盡量填滿坍塌范圍,坍體內(nèi)木支撐應盡量拆除；（2） 在坍塌體的護拱與拱圈間應全部回填密實，坍體護拱以上回填厚度可